Aachen: Stimmen Sie mit ab: Die Zukunft des Verkehrs, ganz neu gedacht

Aachen : Stimmen Sie mit ab: Die Zukunft des Verkehrs, ganz neu gedacht

Als Mitte März in den USA zum ersten Mal ein Mensch bei einem Unfall von einem selbstfahrenden Auto getötet und in der Folge die Debatte, ob Roboterautos sicher sind, neu angeheizt wurde, da meldeten sich auch sechs deutsche Professoren zu Wort. Sie hatten das Video des Unfalls analysiert. Die Frage, warum der Wagen bei seiner Testfahrt weder abbremste noch auswich, obwohl die Sensoren die Fußgängerin erkannt haben müssten, konnten auch sie nicht abschließend klären.

Die Professoren, die an renommierten technischen Hochschulen lehren und forschen, betonten aber, sie hofften, „dass dieser bedauernswerte Unfall nicht dazu führt, die Akzeptanz in der Gesellschaft für die Technologie zu vermindern“. Und weiter: „Man muss ferner betonen, dass keine Technik, weder bestehende noch zukünftige Systeme, eine 100-prozentige Sicherheit bieten wird. Dies gilt leider auch im Bereich der Mobilität.“

Die Professoren treiben das Thema „autonomes Fahren“ seit Jahren in Deutschland voran. Sie wissen also sehr genau, wie wichtig neben der technischen Machbarkeit das Thema Akzeptanz ist. Sie haben sich zu dem Netzwerk Uni-DAS zusammengeschlossen, das als übergeordnetes Ziel „die Förderung von Wissenschaft und Forschung im Bereich der Fahrerassistenzsysteme und des automatisierten Fahrens“ nennt. Und sie stehen maßgeblich hinter dem Projekt Unicaragil, das die Entwicklung von autonomen Fahrzeugen in Form eines modularen, aktualisierbaren Baukastens „ganz neu denken“ will.

Das Projekt Unicaragil

Unicaragil ist auf vier Jahre angelegt und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. 23,3 Millionen Euro stehen für die Konzeption der Hard- und Softwarearchitektur sowie die Realisierung von vier Prototypen zur Verfügung, 94 Prozent davon kommen vom Ministerium. Unicaragil sei ein „in Deutschland einzigartiges Leuchtturmprojekt“, sagte der Parlamentarische Staatssekretär Thomas Rachel beim Startschuss.

Die Professoren vom Netzwerk Uni-DAS mahnen bereits seit Jahren, man müsse aufpassen, dass der Forschungsstandort Deutschland beim autonomen Fahren nicht unter die Räder komme. Ihnen war aufgefallen, dass die deutschen Unternehmen, die sich mit Mobilität befassen, fahrerlose Fahrzeuge lange Zeit nicht nachhaltig auf der Agenda hatten — im Gegensatz zu den großen Technologie-Playern nicht nur, aber vor allem im Silicon Valley. Auch wenn sich das mittlerweile geändert hat: Die Professoren finden, dass ein ambitioniertes Projekt wie Unicaragil überfällig ist, das — unabhängig von Herstellern — Konzepte und Technologien für das autonome Fahren erforschen und für Hochschulen und Wirtschaft gleichermaßen verfügbar machen will.

Dafür sollen auch die Erwartungen potenzieller Nutzer an autonome Fahrzeuge ermittelt werden. Die Ergebnisse der Befragung sollen in das Projekt einfließen und bei der Definition der Anforderungen an den modularen Baukasten helfen. Dabei kommen auch die Leserinnen und Leser unserer Zeitung ins Spiel. Sie können über einen Fragebogen ihre Erwartungen, Hoffnungen und auch Befürchtungen artikulieren — und so auf die weitere Entwicklung eines der spannendsten Zukunftsthemen Einfluss nehmen.

Die Partner

Den Kern des Projekts bilden die Professoren vom Netzwerk Uni-DAS mit ihren Instituten und Teams. Das sind: Lutz Eckstein vom Institut für Kraftfahrzeuge (IKA) der RWTH Aachen, der auch als Gesamtkoordinator des Konsortiums fungiert (Projektleiter Timo Woopen arbeitet ebenfalls am IKA); Markus Maurer vom Institut für Regelungstechnik am Lehrstuhl für elektronische Fahrzeugsysteme der TU Braunschweig; Hermann Winner, Leiter des Fachgebiets Fahrzeugtechnik vom Institut für Fahrzeugtechnik an der TU Darmstadt; Christoph Stiller vom Institut für Mess- und Regelungstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT); Klaus Dietmayer vom Institut für Mess-, Regelungs- und Mikrotechnik der Universität Ulm sowie Klaus Bengler vom Lehrstuhl für Ergonomie der TU München.

Hinzu kommen acht weitere Institute und Lehrstühle dieser Hochschulen sowie von der Universität Stuttgart; alle zählen auf ihren Gebieten zur Spitze — mindestens in Deutschland. Teil des Konsortiums sind auch sechs Unternehmen: die Atlatec GmbH mit Sitz in Karlsruhe, die flyXdrive GmbH aus Aachen, die iMAR Navigation GmbH aus St. Ingbert, die IPG Automotive GmbH aus Karlsruhe, die Schaeffler Technologies AG & Co. KG aus Schweinfurt sowie die VIRES Simulationstechnologie GmbH aus Bad Aibling. Dass vor allem kleine und mittlere Unternehmen und sogar Start-ups dabei sind, ist kein Zufall.

Das Konzept

Bemerkenswert ist bereits, dass so viele Partner so eng miteinander verzahnt an einem gemeinsamen Projekt arbeiten. Das ist im universitären Alltag nicht unbedingt üblich, denn die Forschungseinrichtungen stehen in Konkurrenz. Bei Unicaragil hat jedes Institut einen fest umrissenen Aufgabenbereich. Allen ist klar: Ohne die Kompetenz und das umfangreiche Vorwissen der einzelnen Partner wäre Unicar-agil nicht zu stemmen. Müsste man bei Null anfangen, wäre ein um den Faktor zehn höherer Aufwand nötig, schätzt Prof. Lutz Eckstein. Denn was die Partner vorhaben, stellt die in der Automobilindustrie vorherrschende und durchaus bewährte Methode in der Entwicklung von Fahrzeugen auf den Kopf. Unicaragil will eine ganz neue Fahrzeugarchitektur entwickeln und verfolgt dazu einen „disruptiven“ Ansatz, der eben nicht darauf aufbaut, bestehende Systeme und Konzepte evolutionär weiterzuentwickeln.

Das Ziel

Was aber ist dieses grundsätzlich Neue? Ziel von Unicaragil ist die Entwicklung und Absicherung eines modularen Baukastens zur Darstellung vielfältiger, elektrisch angetriebener, autonom fahrender Vehikel, die im Grundsatz aus Nutz- und Antriebseinheiten bestehen. Der Baukasten soll sich flexibel an eine Vielzahl von Anwendungen anpassen lassen, ob für den Transport von Personen oder in der Logistik. Die einzelnen Module — Hardware und Software — sollen so strukturiert sein, dass sie sich immer wieder und je nach Bedarf erweitern, nachrüsten und so auf den neuesten Stand bringen lassen — wie ein Update auf dem Computer.

Der Vorteil: Nur die einzelnen Komponenten müssen dann getestet werden, nicht das ganze Fahrzeug. Die Forscher entwickeln dazu Konzepte der IT-Industrie weiter, die sich durch besonders schnelle Entwicklungszyklen und Aktualisierungsmechanismen auszeichnet. All das mündet in das Konzept eines Fahrzeugs, das ohne Lenkrad, Brems- oder Gaspedal auskommen und auf dem fünften und somit höchsten Level des autonomen Fahrens funktionieren soll — vollständig fahrerlos, aber aus der Ferne begleitet durch Lotsen in einer Leitwarte.

Zu dieser neuen Fahrzeugarchitektur zählen — nur zum Beispiel — die Module für die vier Räder, die sich individuell lenken, antreiben und bremsen lassen und so ein Höchstmaß an Wendigkeit erlauben. Es geht aber noch viel weiter. Unicaragil will nicht nur das Fahrzeug der Zukunft, sondern auch den Verkehr der Zukunft neu denken. Es geht darum, ein System zu entwerfen und zu installieren, das Informationen sammelt und auswertet und daraus etwa Empfehlungen für besonders sicheres und effizientes Fahren an unübersichtlichen Kreuzungen bereitstellt — in Jetztzeit.

Dazu braucht es feinnervige Sensorikmodule am Fahrzeug selbst, die das Umfeld erfassen, sowie Sensoren im Straßenraum, die durch sogenannte Info-Bienen (Drohnen) ergänzt werden, die etwa schlecht einsehbare Wegstrecken einsehen können. Alle Informationen werden fusioniert und in einer Cloud als quasi unendlichem Speicher bereitgestellt. Letztlich geht es auch um den Aufbau eines „kollektiven Verkehrsgedächtnisses“, in dem Erfahrungen vieler Verkehrsteilnehmer gesammelt und ausgewertet werden.

Die Sicherheit

Autofahrer in Deutschland, China und den USA sind davon überzeugt, dass die Verkehrssicherheit bei zunehmender Automatisierung abnimmt. Das hat eine Studie des TÜV Rheinland ergeben. Das Unicaragil-Konzept kann also nur erfolgreich sein, wenn es diese Einschätzung widerlegt. „Die Gestaltung eines sicheren Fahrens steht absolut im Vordergrund. Das ist Grundvoraussetzung für die Akzeptanz durch die Gesellschaft“, sagt Eckstein und formuliert die Maxime so: „Das Fahrzeug muss ohne menschliche Hilfe aus sicherheitskritischen Situationen immer in einen sicheren Zustand übergehen können.“

Also: Sollte die automatische Fahrzeugführung ausfallen, muss ein Notfallmodus aktiviert werden, der dafür sorgt, dass das Fahrzeug kontrolliert anderen Verkehrsteilnehmern ausweicht und zum Stehen kommt. Und in Situationen, in denen das System keinen Ausweg findet — etwa wenn ein anderes Auto in zweiter Reihe parkt und eine durchgezogene Linie verbotenerweise überfahren werden müsste — muss ein Fahrlotse in einem Leitstand entscheiden, was zu tun ist. Sicherheit bedeutet aber auch Schutz der persönlichen Daten und Schutz des ganzen Systems gegen Cyberattacken. Deshalb sind auch Security-Experten Teil des Konsortiums sind.

Die Prototypen

Am Ende der Projektlaufzeit sollen vier Prototypen autonom fahren können: ein Taxi, das per Smartphone gerufen und geöffnet wird, von A nach B fährt und auf Wunsch des Fahrgastes auch spontan anhält. Es wird von den beteiligten Instituten der TU München betreut. Ein Lieferfahrzeug, das in Karlsruhe in Kooperation mit der Uni Ulm entsteht und als mobile Packstation Pakete eigenständig aufnehmen und abgeben kann. Der Empfänger muss dafür noch nicht einmal anwesend sein. Ein „Butler“ für die ganze Familie, Elfe genannt, der in Braunschweig in Kooperation mit der TU Darmstadt gebaut wird. Er kann die Einkäufe abholen oder die Kinder zur Musikschule bringen, alles koordiniert per App und mit einem Interieur, das maßgeschneidert auf die Anforderungen der Familie ist. Und schließlich ein Shuttle, das von den beteiligten Instituten in Aachen verantwortet wird. Darin können die Fahrgäste wie in einem Zug mitfahren, bei Bedarf auch mit Gepäck und Gütern.

Die Basis der Prototypen ist gleich, die Komplexität der Fahraufgabe sehr unterschiedlich. Das Shuttle, das auf definierten Routen mit begrenzter Geschwindigkeit unterwegs ist und an vorgegebenen Haltestellen stoppt, ist als Ergänzung zum ÖPNV schneller realisierbar als etwa das Taxi, das in jeder Situation funktionieren muss und überall anhalten können soll.

Die Produktion von Autos ist allerdings nicht Sinn und Zweck von Unicaragil. Die Prototypen markieren das Ende der Vorentwicklung, danach erst würde die Serienentwicklung und Produktionsvorbereitung beginnen. Und die wäre extrem teuer. Das Forschungsprojekt soll „nur“ beweisen, dass und wie das Konzept funktioniert — und damit die Voraussetzung für eine Serienentwicklung durch Unternehmen schaffen. „Wir wollen Grundlagen schaffen, die neutral für alle gleichermaßen verwendbar sind, um einen neuen Standard vorzubereiten, wie man solche automatisierten Fahrzeuge gestalten kann“, sagt Eckstein.

Dazu ist es notwendig, dass diese Vorlage zu besichtigen und zu testen ist. Das soll ausgiebig auf ausgewiesenen Strecken vor Ort geschehen, wozu auch Teilnehmer der Leserumfrage ausgelost und eingeladen werden. Ob ein Autohersteller oder andere Unternehmen den Baukasten oder die Modelle dann nutzt, muss sich zeigen.

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